專利名稱：負載驅動裝置，車輛以及負載驅動裝置的異常處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及負載驅動裝置，車輛以及所述負載驅動裝置的異常處理方法。具體而言，本發(fā)明涉及包括了用于提高來自DC(直流)電源的DC電壓的升壓器的負載驅動裝置，車輛以及所述負載驅動裝置的異常處理方法。
背景技術：
日本專利申請公開No.2003-111203公開了一種用于汽車電動發(fā)電機(dynamo-electric machine)的驅動器，其能夠抑制由于被切換的電力(功率)饋送的汽車電動發(fā)電機的工作狀態(tài)而引起的電源的電壓波動。用于汽車電動發(fā)電機的該驅動器包括與高壓的汽車電動發(fā)電機之間經由逆變器雙向傳送電力的高壓電源系統(tǒng)，具有低壓電池用于生成比所述高壓電源系統(tǒng)的電壓低的電壓的低壓電源系統(tǒng)，在所述高壓電源系統(tǒng)和所述低壓電源系統(tǒng)之間布置以在所述電源系統(tǒng)之間雙向傳送電力的DC-DC變換器，以及基于PWM(脈寬調制)控制所述DC-DC變換器中的開關元件的控制單元。
在用于汽車電動發(fā)電機的所述驅動器中，所述控制單元對所述DC-DC變換器中的所述開關元件的占空比進行反饋控制，從而使得所述高壓電源系統(tǒng)的電壓收斂到預定目標范圍。當所述汽車電動發(fā)電機的工作狀態(tài)在供電運行工作和再生工作之間轉換時，所述控制單元改變所述DC-DC變換器的開關元件的最大占空比，從而使得所述低壓電源系統(tǒng)的電壓和/或電流進入所述低壓電源系統(tǒng)的電池可承受的范圍.
換句話說，當轉換所述汽車電動發(fā)電機的工作狀態(tài)時，所述低壓電源系統(tǒng)的電壓/電流將突然改變以響應于由所述工作狀態(tài)轉換引起的電路狀態(tài)的迅速變化，從而導致不利地影響所述低壓電源系統(tǒng)的電池或所述低壓系統(tǒng)中的其他組件的可能性。因此，當對用于汽車電動發(fā)電機的所述驅動器中的所述DC-DC變換器的傳輸(送電)方向進行轉換時，同時改變所述DC-DC變換器中的開關元件的最大占空比，從而使得所述低壓電源系統(tǒng)的電壓和/或電流保持在所述低壓電源系統(tǒng)的電池可承受范圍內。因而，所述汽車電動發(fā)電機的工作狀態(tài)的轉換所涉及的所述電源系統(tǒng)中的電壓變動能夠得到抑制。
近年來，從引起嚴重關注的節(jié)省能源以及環(huán)境問題的觀點來看，混合動力車正在引起高度注意。除了常規(guī)的發(fā)動機之外，混合動力車采用電池、逆變器以及由所述逆變器驅動的電機作為動力源。已知一些混合動力車進一步包括利用發(fā)動機的動力來發(fā)電的發(fā)電機，以及提高來自所述電池的電壓并將其供應給所述逆變器的升壓器。
在這種混合動力車中包括的負載驅動裝置中，當所述電機的過度旋轉由于，例如，在生成所述車輛的動力的所述電機的輸出軸處設置的變速器的故障，而出現(xiàn)時，為了防止電機損壞，進行控制以迅速減小所述電機的輸出扭矩。所述電機的輸出扭矩的急劇下降將引起所述電機電力消耗的突然降低，由此臨時擾亂了在由所述電機消耗的電力和由所述發(fā)電機提供的電力之間的供需平衡。這可能在所述逆變器輸入側引起過電壓(超過所述逆變器的擊穿電壓的電壓)。
盡管前述日本專利申請公開No.2003-111203公開了用于抑制所述電源系統(tǒng)中的電壓變動的方案，但如上所述，該方案可能不能防止由所述電機扭矩的突然下降引起的所述逆變器輸入側的過電壓。由于在所述電機扭矩突然開始下降的同時，所述逆變器輸入側的電壓開始上升，在日本專利申請公開No.2003-111203中公開的所述方案也許不能抑制在從電機扭矩的所述突然下降開始直到轉換所述變換器的傳輸方向的時期內出現(xiàn)的電壓增高。存在不能防止過電壓的出現(xiàn)的可能性。

發(fā)明內容
本發(fā)明致力于解決這些問題，并且一個目的是提供在所述電動負載的過度旋轉出現(xiàn)時能夠防止所述逆變器輸入電壓達到過電壓電平的負載驅動裝置。
本發(fā)明的另一個目的是提供包括了在所述電動負載的過度旋轉出現(xiàn)時能夠防止所述逆變器輸入電壓達到過電壓電平的負載驅動裝置的車輛。
本發(fā)明進一步的目的是提供在所述電動負載的過度旋轉出現(xiàn)時防止所述逆變器輸入電壓達到過電壓電平的負載驅動裝置的異常處理方法。
根據(jù)本發(fā)明，一種負載驅動裝置包括生成驅動力的第一旋轉電機；在第一供電線路和所述第一旋轉電機之間布置，利用來自所述第一供電線路的電力供應來驅動所述第一旋轉電機的第一驅動裝置；連接到所述第一供電線路用于將所生成的電力供應給所述第一供電線路的發(fā)電構件；在連接到DC電源的第二供電線路和所述第一供電線路之間布置，用于提高所述第二供電線路的電壓以輸出到所述第一供電線路的升壓器(升壓變換器)；以及用于在所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過預定極限值時，輸出用于減小由所述第一旋轉電機生成的扭矩的指令到所述第一驅動裝置的控制器。當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過最多為所述預定極限值的預定次極限值時，所述控制器輸出用于減小所述升壓器的升壓比的指令到所述升壓器。
在本發(fā)明的所述負載驅動裝置中，當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定極限值時，為了所述第一旋轉電機的保護，所述控制器進行控制以減小所述第一旋轉電機的扭矩?？紤]到在迅速地減小所述第一旋轉電機的扭矩時由在所述第一旋轉電機所消耗的電力和所述發(fā)電構件所生成的電力之間的供需平衡的臨時擾亂所導致的第一供電線路上電壓的突然上升，所述控制器，在所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過最多為所述預定極限值的預定次極限值時，將所述升壓器的升壓比減小到相對于當前值較低。換句話說，當響應于第一旋轉電機的過度旋轉進行控制以迅速地減小第一旋轉電機的扭矩時，預先將所述第一供電線路的電壓電平設置為低電平。
因此，在本發(fā)明的所述負載驅動裝置中能夠防止對連接到所述第一供電線路的第一驅動裝置施加過電壓。
優(yōu)選地，所述發(fā)電構件包括具有發(fā)電功能的第二旋轉電機；以及在所述第一供電線路和所述第二旋轉電機之間布置，驅動所述第二旋轉電機的第二驅動裝置。當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，在所述第二旋轉電機當前正在停機或處于供電運行工作的情況下，所述控制器維持所述升壓器的升壓比，而不輸出所述用于減小所述升壓器的升壓比的指令到所述升壓器。
當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，在所述第二旋轉電機當前正在停機或處于供電運行工作的情況下，所述負載驅動裝置的所述控制器不減小所述升壓器的升壓比。換句話說，由于在所述第二旋轉電機當前正在停機或處于供電運行工作的情況下將不提高所述第一供電線路上的電壓，所述控制器維持所述升壓器的升壓比不變。
依靠所述負載驅動裝置，能夠抑制所述第一供電線路不必要的電壓變動。
優(yōu)選地，當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定極限值時，所述控制器向所述第一驅動裝置輸出指令，以將由所述第一旋轉電機生成的扭矩設置為零。
在所述負載驅動裝置中，當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定極限值時，所述控制器進行控制以將由所述第一旋轉電機生成的扭矩設置為零。因此，根據(jù)所述負載驅動裝置能夠可靠地保護所述第一旋轉電機。
優(yōu)選地，當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，在由所述第一旋轉電機消耗的電力超過第一閾值的情況下，所述控制器輸出所述用于減小所述升壓器的升壓比的指令。
進一步優(yōu)選地，當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，在所述第一旋轉電機的扭矩超過第二閾值的情況下，所述控制器輸出所述用于減小所述升壓器的升壓比的指令。
進一步優(yōu)選地，當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，在通過所述第一旋轉電機的電流超過第三閾值的情況下，所述控制器輸出所述用于減小所述升壓器的升壓比的指令。
當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，只有在由所述第一旋轉電機消耗的電力超過所述第一閾值，所述第一旋轉電機的扭矩超過所述第二閾值，或通過所述第一旋轉電機的電流超過第三閾值的情況下，所述負載驅動裝置中的控制器才將所述升壓器的升壓比減小到相對于當前值較低。換句話說，當在所述第一旋轉電機的轉速超過所述次極限值的情況下所述第一旋轉電機的電力消耗、扭矩或電流較低時，即使在所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述極限值時進行控制以減小所述第一旋轉電機的扭矩，也將不急劇提高所述第一供電線路的電壓。因此，不預先減小所述第一供電線路的電壓電平。根據(jù)所述負載驅動裝置，能夠防止所述第一供電線路的電壓電平不必要地變動。
根據(jù)本發(fā)明的車輛包括上述負載驅動裝置；通過所述第一旋轉電機所生成的驅動力來驅動的輪子；以及被布置成可連接到所述第二旋轉電機，當連接到所述第二旋轉電機時根據(jù)需要輸出旋轉力到所述第二旋轉電機的內燃機。
在本發(fā)明的所述車輛中，當所述第一旋轉電機的轉數(shù)由于連接到所述第一旋轉電機的變速器的故障等而增加到超過預定極限值時，為了所述第一旋轉電機的保護，所述驅動負載裝置的控制器進行控制以減小所述第一旋轉電機的扭矩?？紤]到在迅速地減小所述第一旋轉電機的扭矩時由在所述第一旋轉電機所消耗的電力和連接到所述內燃機的第二旋轉電機生成的電力之間的供需平衡的臨時擾亂所導致的第一供電線路上電壓的突然上升，所述控制器，在所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過最多為所述預定極限值的次極限值時，將所述升壓器的升壓比減小到相對于當前值較低。換句話說，當響應于第一旋轉電機的過度旋轉進行控制以迅速地減小第一旋轉電機的扭矩時，預先減小所述第一供電線路的電壓電平。
依照本發(fā)明的車輛，能夠防止對連接到所述第一供電線路的第一驅動裝置施加過電壓。結果，提高了所述車輛的可靠性。
本發(fā)明的異常處理方法是負載驅動裝置的異常處理方法。所述負載驅動裝置包括生成驅動力的第一旋轉電機；在第一供電線路和所述第一旋轉電機之間布置，利用來自所述第一供電線路的電力供應來驅動所述第一旋轉電機的第一驅動裝置；連接到所述第一供電線路用于將所生成的電力供應給所述第一供電線路的發(fā)電構件；以及在連接到DC電源的第二供電線路和所述第一供電線路之間布置，用于提高所述第二供電線路的電壓以輸出到所述第一供電線路的升壓器。所述異常處理方法包括判定所述第一旋轉電機的轉數(shù)是否超過預定次極限值的第一步驟，在判定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時生成用于減小所述升壓器的升壓比的指令的第二步驟，基于在所述第二步驟生成的指令控制所述升壓器的升壓比的第三步驟，判定所述第一旋轉電機的轉數(shù)是否超過至少為所述預定次極限值的預定極限值的第四步驟，在判定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定極限值時生成用于減小由所述第一旋轉電機生成的扭矩的指令的第五步驟，以及基于在所述第五步驟生成的指令控制所述第一旋轉電機的扭矩的第六步驟。
當在本發(fā)明的所述負載驅動裝置的所述異常處理方法中判定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定極限值時，為了所述第一旋轉電機的保護，進行控制以減小所述第一旋轉電機的扭矩。在本異常處理方法中，考慮到在突然減小所述第一旋轉電機的扭矩時由在所述第一旋轉電機所消耗的電力和由所述發(fā)電構件生成的電力之間的供需平衡的臨時擾亂所導致的第一供電線路上電壓的突然上升，在判定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過最多為所述預定極限值的次極限值時，將所述升壓器的升壓比減小到相對于當前值較低。換句話說，當響應于第一旋轉電機的過度旋轉進行控制以突然地減小第一旋轉電機的扭矩時，預先減小所述第一供電線路的電壓電平。
依照本發(fā)明的所述異常處理方法，能夠防止對連接到所述第一供電線路的第一驅動裝置施加過電壓。
優(yōu)選地，所述發(fā)電構件包括具有發(fā)電功能的第二旋轉電機；以及在所述第一供電線路和所述第二旋轉電機之間布置，驅動所述第二旋轉電機的第二驅動裝置。所述異常處理方法進一步包括第七步驟，即當在所述第一步驟判定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，判定所述第二旋轉電機當前是否正在停機或處于供電運行工作，并且當判定了所述第二旋轉電機當前正在停機或處于所述供電運行工作時，繞過所述第二和第三步驟。
在所述異常處理方法中，當判定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值并判定了所述第二旋轉電機當前正在停機或處于所述供電運行工作時，不會減小所述升壓器的升壓比。換句話說，由于在所述第二旋轉電機當前正在停機或處于所述供電運行工作時將不提高所達第一供電線路上的電壓，維持所述升壓器的升壓比不變。
依照所述異常處理方法，能夠抑制所述第一供電線路不必要的電壓變動。
優(yōu)選地，在所述第五步驟中，當在所述第四步驟判定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定極限值時，生成用于將由所述第一旋轉電機生成的扭矩設置為零的指令。
在本異常處理方法中，當判定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定極限值時，進行控制以將由所述第一旋轉電機生成的扭矩設置為零。依靠所述異常處理方法，能夠可靠地保護所述第一旋轉電機。
優(yōu)選地，所述異常處理方法進一步包括判定由所述第一旋轉電機消耗的電力是否超過第一閾值的第八步驟。在所述第二步驟中，當判定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，在所述第八步驟判定了由所述第一旋轉電機消耗的電力超過所述第一閾值的情況下，生成用于減小所述升壓比的指令。
進一步優(yōu)選地，所述異常處理方法進一步包括判定所述第一旋轉電機的扭矩是否超過第二閾值的第九步驟。在所述第二步驟中，當判定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，在第九步驟判定了所述第一旋轉電機的扭矩超過所述第二閾值的情況下，生成用于減小所述升壓比的指令。
優(yōu)選地，所述異常處理方法進一步包括判定通過所述第一旋轉電機的電流是否超過第三閾值的第十步驟。在所述第二步驟中，當判定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，在第十步驟判定了通過所述第一旋轉電機的電流超過所述第三閾值的情況下，生成用于減小所述升壓比的指令。
當依照所述異常處理方法判定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，只有在由所述第一旋轉電機消耗的電力超過所述第一閾值，所述第一旋轉電機的扭矩超過所述第二閾值，或通過所述第一旋轉電機的電流超過第三閾值的情況下，才將所述升壓器的升壓比減小到相對于當前值較低。換句話說，當在所述第一旋轉電機的轉速超過所述次極限值的情況下所述第一旋轉電機的電力消耗、扭矩或電流較低時，即使在所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述極限值時進行控制以減小所述第一旋轉電機的扭矩，將不會急劇提高所述第一供電線路的電壓。因此，不會預先減小所述第一供電線路的電壓電平。通過本異常處理方法，能夠防止所述第一供電線路的電壓電平不必要地變動。
依靠本發(fā)明，由于在所述電動負載的過度旋轉出現(xiàn)時進行控制以迅速地減小所述電動負載的扭矩，能夠防止所述電動負載(電力負載)的損壞。由于在進行控制以迅速地減小所述電動負載的扭矩時減小所述逆變器輸入電壓，能夠防止對所述逆變器施加過電壓。


圖1是混合動力車的原理框圖，所述混合動力車被視為在其中包括了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的負載驅動裝置的車輛的例子；圖2是圖1的ECU的功能框圖；圖3是圖2的變換器控制單元的詳細功能框圖；圖4是與過度旋轉發(fā)生于電動發(fā)電機MG2時的異常處理相關的流程圖；圖5是過度旋轉發(fā)生于電動發(fā)電機MG2時的工作波形圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的與過度旋轉發(fā)生于電動發(fā)電機MG2時的異常處理相關的流程圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的ECU的功能框圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的與過度旋轉發(fā)生于電動發(fā)電機MG2時的異常處理相關的流程圖；圖9是過度旋轉發(fā)生于電動發(fā)電機MG2時的工作波形圖；
圖10是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的第一變形例的與過度旋轉發(fā)生于電動發(fā)電機MG2時的異常處理相關的流程圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的第二變形例的與過度旋轉發(fā)生于電動發(fā)電機MG2時的異常處理相關的流程圖。
具體實施例方式
將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。在所述附圖中相同的或相應的部分分配有相同的參考符號，并且不再重復對其的描述。
第一實施例圖1是混合動力車的原理框圖，所述混合動力車被視為在其中包括了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的負載驅動裝置的車輛的例子。參照圖1，該混合動力車100包括電池B，升壓器10，逆變器20和30，ECU(電子控制單元)40，電動發(fā)電機MG1和MG2，發(fā)動機ENG，變速器TM，驅動輪DW，電容器C1和C2，電壓傳感器52和54，轉數(shù)傳感器56和58，供電線路PL1和PL2，地線SL，U相線UL1和UL2，V相線VL1和VL2以及W相線WL1和WL2。
電動發(fā)電機MG1和MG2為旋轉電機，并且由3相AC(交流)同步電動發(fā)電機構成。電動發(fā)電機MG1利用發(fā)動機ENG的動力生成3相AC電壓，以提供所生成的3相AC電壓給逆變器20。電動發(fā)電機MG1還通過來自逆變器20的3相AC電壓來生成驅動力以啟動發(fā)動機ENG。
電動發(fā)電機MG2通過來自逆變器30的3相AC電壓來生成車輛的驅動扭矩，以提供所生成的驅動扭矩給變速器TM。在車輛再生制動模式下電動發(fā)電機MG2接收來自變速器TM的旋轉力以生成3相AC電壓并將其提供給逆變器30。
在電動發(fā)電機MG2和驅動輪DW之間設置變速器TM，以對來自電動發(fā)電機MG2的輸出進行變速并提供給驅動輪DW。在車輛再生制動模式中，變速器TM將驅動輪DW的旋轉力提供給電動發(fā)電機MG2。
作為DC電源的電池B是能夠充電的電池，并且由，例如，鎳氫或鋰離子二次電池構成。電池B輸出所生成的DC電壓到升壓器10，并且由來自升壓器10的DC電壓輸出充電。
升壓器10包括電抗器L1、功率晶體管Q1和Q2以及二極管D1和D2。電抗器L使其一端連接到供電線路PL1，而使其另一端連接到功率晶體管Q1和Q2的節(jié)點(連接點)。功率晶體管Q1和Q2由，例如，IGBT(絕緣柵雙極晶體管)構成。功率晶體管Q1和Q2串聯(lián)在供電線路PL2和地線SL之間以在其基極接收來ECU40的信號PWC。從發(fā)射極側到集電極側傳導電流的二極管D1和D2分別連接在功率晶體管Q1和Q2的集電極和發(fā)射極之間。
逆變器20包括U相臂21、V相臂22以及W相臂23。U相臂21、V相臂22以及W相臂23并聯(lián)在供電線路PL2和地線SL之間。U相臂21由串聯(lián)的功率晶體管Q11和Q12構成。V相臂22由串聯(lián)的功率晶體管Q13和Q14構成。W相臂23由串聯(lián)的功率晶體管Q15和Q16構成。功率晶體管Q11-Q16的每一個由，例如IGBT構成。從所述發(fā)射極側到所述集電極側傳導電流的二極管D11-D16分別連接在功率晶體管Q11-Q16的集電極和發(fā)射極之間。每一相臂中的每一個功率晶體管的連接點經由各自的U相線UL1、V相線VL1以及W相線WL1連接到與電動發(fā)電機MG1的每一相繞組的中性點的那一端相反的各繞組端。
逆變器30具有與逆變器20的構造相類似的構造，并包括U相臂31、V相臂32以及W相臂33。每一相臂中的每一個功率晶體管的連接點經由各自的U相線UL2、V相線VL2以及W相線WL2連接到與電動發(fā)電機MG2的每一相繞組的中性點的那一端相反的各繞組端。
將電容器C1連接在供電線路PL1和地線SL之間，以平滑供電線路PL1和地線SL之間的電壓變動。將電容器C2連接在供電線路PL2和地線SL之間，以平滑供電線路PL2和地線SL之間的電壓變動。
升壓器10提高經由供電線路PL1從電池B提供的DC電壓，以提供所述提高的電壓到供電線路PL2上。更具體地，升壓器10響應于來自ECU40的信號PWC，將根據(jù)功率晶體管Q2的開關操作的流動電流存儲為電抗器L的磁場能，以提高來自電池B的DC電壓，并與功率晶體管Q2的關斷時刻同步經由二極管D1提供所述提高的電壓到供電線路PL2上。升壓器10還響應于來自ECU 40的信號PWC，向下變換(降低)經由供電線路PL2來自逆變器20和/或30的DC電壓以對電池B充電。
逆變器20響應于來自ECU 40的信號PWM1，將依靠從發(fā)動機ENG接收動力由電動發(fā)電機MG1生成的3相AC電壓變換為DC電壓，并提供所述變換的DC電壓到供電線路PL2上。逆變器20還響應于來自ECU 40的信號PWM1，將從供電線路PL2供應的DC電壓變換成3相AC電壓以驅動電動發(fā)電機MG1。
逆變器30響應于來自ECU 40的信號PWM2，將從供電線路PL2供應的DC電壓變換為3相AC電壓以驅動電動發(fā)電機MG2。因此，驅動電動發(fā)電機MG2以生成由扭矩指令值指定的扭矩。在車輛再生制動模式下，逆變器30基于來自ECU 40的信號PWM2，將通過電動發(fā)電機MG2利用從驅動輪DW經由變速器TW接收的旋轉力來生成的3相AC電壓變換為DC電壓，并輸出所述變換的DC電壓到供電線路PL2上。
電壓傳感器52檢測來自電池B的電壓VB并提供所述檢測的電壓VB給ECU 40。電壓傳感器54檢測電容器C2的端子之間的電壓，即，升壓器10的輸出電壓VM(對應于逆變器20和30的輸入電壓；相同的情況在下文中適用)，并輸出所述檢測的電壓VM到ECU 40。轉數(shù)傳感器56檢測電動發(fā)電機MG1的電機轉數(shù)MRN1并輸出所述檢測的電機轉數(shù)MRN1到ECU 40。轉數(shù)傳感器58檢測電動發(fā)電機MG2的電機轉數(shù)MRN2，并輸出所述檢測的電機轉數(shù)MRN2到ECU 40。
ECU 40基于電動發(fā)電機MG1和MG2的扭矩指令值TR1和TR2、來自電壓傳感器52和54的電壓VB和VM以及來自轉數(shù)傳感器56和58的電機轉數(shù)MRN1和MRN2來生成用于驅動升壓器10的信號PWC，以輸出所述生成的信號PWC到升壓器10。
信號PWC用于在將來自電池B的DC電壓變換成電壓VM時驅動升壓器10。當升壓器10將來自電池B的DC電壓變換成電壓VM時，ECU40生成用于驅動升壓器10的信號PWC以使得電壓VM達到電壓指令Vcom。
進一步地，ECU 40基于來自電壓傳感器54的電壓VM，以及電動發(fā)電機MG1的電機電流MCRT1和扭矩指令值TR1來生成用于驅動電動發(fā)電機MG1的信號PWM1，以輸出所生成的信號PWM1到逆變器20。ECU40基于來自電壓傳感器54的電壓VM，以及電動發(fā)電機MG2的電機電流MCRT2和扭矩指令值TR2，以輸出所生成的信號PWM2到逆變器30。電機電流MCRT1和MCRT2的每一個由未示出的電流傳感器檢測。
ECU 40基于來自轉數(shù)傳感器58的電機轉數(shù)MRN2來判定電動發(fā)電機MG2的轉數(shù)是否超過預定極限值。當判定了電機轉數(shù)MRN2超過預定極限值時，為了電動發(fā)電機MG2的保護，ECU 40將電動發(fā)電機MG2的扭矩指令值TR2設置為零。
當通過將電動發(fā)電機MG2的扭矩指令值TR2設置為零而迅速地減小電動發(fā)電機MG2的扭矩時，由電動發(fā)電機MG2消耗的電力迅速地減小。因此，在由電動發(fā)電機MG2消耗的電力和由電動發(fā)電機MG1生成的電力之間的供需平衡暫時被擾亂了，由此供電線路PL2的電壓電平迅速增加。為了防止由該電壓增加引起的對于逆變器20和30的過電壓的生成，當判定了電機轉數(shù)MRN2超過預定極限值時，ECU 40將電動發(fā)電機MG2的扭矩指令值TR2設置為零，并控制升壓器10從而將升壓器10的升壓比減小到相對于當前值較低。具體地，ECU 40將電壓VM的電壓指令Vcom減小預定電平并生成用于驅動升壓器10的信號PWC。后面將描述生成該信號PWM的方法。
圖2是圖1所示的ECU 40的功能框圖。參照圖2，ECU 40包括變換器控制單元42，第一和第二逆變器控制單元44和46以及異常處理控制單元48。變換器控制單元42基于來自電壓傳感器52和54的電壓VB和VM、扭矩指令值TR1和TR2、以及來自轉數(shù)傳感器56和58的電機轉數(shù)MRN1和MRN2，依照后面將要描述的方法生成用于開啟(導通)/關斷升壓器10的功率晶體管Q1和Q2的信號PWC。將所述生成的信號PWC輸出到升壓器10。
當從異常處理控制單元48接收到H(邏輯高)電平的控制信號CTL1時，變換器控制單元42將升壓器10的升壓比減小預定電平并生成信號PWC。具體地，變換器控制單元42將作為電壓VM的目標值的電壓指令Vcom減小預定電平。后面將詳細描述變換器控制單元42。
第一逆變器控制單元44基于電動發(fā)電機MG1的扭矩指令值TR1和電機電流MCRT1以及來自電壓傳感器54的電壓VM，生成用于開啟/關斷逆變器20的功率晶體管Q11-Q16的信號PWM1。將所生成的信號PWM1輸出到逆變器20。
第二逆變器控制單元46基于電動發(fā)電機MG2的扭矩指令值TR2和電機電流MCRT2以及來自電壓傳感器54的電壓VM，生成用于開啟/關斷逆變器30的功率晶體管Q21-Q26的信號PWM2。將所生成的信號PWM2輸出到逆變器30。
當從異常處理控制單元48接收到H電平的控制信號CTL2時，第二逆變器控制單元46將扭矩指令值TR2設置為零。具體地，當控制信號CTL2位于H電平時，第二逆變器控制單元46生成用于將電動發(fā)電機MG2的扭矩設置為零的信號PWM2，并輸出所生成的信號PWM2到逆變器30。
異常處理控制單元48接收來自轉數(shù)傳感器58的電機轉數(shù)MRN2，以將接收的電機轉數(shù)MRN2與預先設置的預定極限值進行比較。當電機轉數(shù)MRN2超過所述極限值時，異常處理控制單元48判定電動發(fā)電機MG2在過度地旋轉。于是，為了將電動發(fā)電機MG2的扭矩設置為零，異常處理控制單元48輸出H電平的控制信號CTL2到第二逆變器控制單46。
進一步地，為了防止由電動發(fā)電機MG2的扭矩的突然減小引起的供電線路PL2上的過電壓的生成，異常處理控制單元48輸出H電平的信號CTL1到變換器控制單元42以減小升壓器10的升壓比。當電機轉數(shù)MRN2等于或小于所述極限值時，異常處理控制單元48分別將L(邏輯低)電平的控制信號CTL1和CTL2輸出到變換器控制單元42和第二逆變器控制單元46。后面將描述信號REG。
圖3是圖2的變換器控制單元42的詳細功能框圖。參照圖3，變換器控制單元42包括逆變器輸入電壓指令計算單元72、占空比計算單元74以及PWM信號變換單元76。
逆變器輸入電壓指令計算單元72基于扭矩指令值TR1和TR2以及電機轉數(shù)MRN1和MRN2，計算逆變器輸入電壓VM的最優(yōu)值(目標值)，即，電壓指令Vcom，并輸出計算的電壓指令Vcom到占空比計算單元74。
當從未示出的異常處理單元48接收到H電平的控制信號CTL1時，輸入電壓指令計算單元72將計算的電壓指令Vcom減小預先設置的預定電平，并輸出所計算的電壓指令Vcom到占空比計算單元74。
占空比計算單元74基于來自電壓傳感器52和54的電壓VB和VM以及來自逆變器輸入電壓指令計算單元72的電壓指令Vcom，計算用于將逆變器20和30的輸入電壓VM設置為電壓指令Vcom的占空比。將所計算的占空比輸入到PWM信號變換單元76。
PWM信號變換單元76基于從占空比計算單元74接收到的占空比來生成用于開啟/關斷升壓器10的功率晶體管Q1和Q2的信號PWC。將所生成的信號PWC輸出到升壓器10的功率晶體管Q1和Q2。
圖4是與過度旋轉發(fā)生于電動發(fā)電機MG2時的異常處理相關的流程圖。參照圖4，變換器控制單元42基于電動發(fā)電機MG1和MG2的扭矩指令值TR1和TR2，以及來自轉數(shù)傳感器56和58的電機轉數(shù)MRN1和MRN2，計算逆變器20和30的輸入電壓VM的電壓指令Vcom(步驟S10)。
異常處理控制單元48判定電動發(fā)電機MG2的電機轉數(shù)MRN2是否超過已經預先設置的預定極限值(步驟S20)。當判定了電機轉數(shù)MRN2超過所述極限值時(在步驟S20為是)，異常處理控制單元48輸出H電平的信號CTL2到第二逆變器控制單元46。響應于此，第二逆變器控制單元46根據(jù)H電平的控制信號CTL2生成使扭矩指令值TR2為零的信號PWM2(步驟S30)。
當判定了電機轉數(shù)MRN2超過所述極限值時(在步驟S20為是)，異常處理控制單元48輸出H電平的控制信號CTL1到變換器控制單元42。響應于H電平的控制信號CTL1，變換器控制單元42將逆變器輸入電壓VM的電壓指令Vcom減小預定電平(步驟S40)。逆變器控制單元42基于所述減小的電壓指令Vcom，生成用于開啟/關斷升壓器10的功率晶體管Q1和Q2的信號PWC(步驟S50)。將所生成的信號PWC輸出到升壓器10的功率晶體管Q1和Q2(步驟S60)。
當在步驟S20判定了電機轉數(shù)MRN2等于或低于所述極限值時(在步驟S20為否)，異常處理控制單元48輸出L電平的控制信號CTL1到變換器控制單元42。變換器控制單元42基于在步驟S10計算的電壓指令Vcom生成信號PWC，而不減小電壓指令Vcom(步驟S50)。將所生成的信號PWC輸出到升壓器10的功率晶體管Q1和Q2(步驟S60)。
圖5是過度旋轉發(fā)生于電動發(fā)電機MG2時的工作波形圖。為了比較，圖5示出了當響應于電動發(fā)電機MG2的過度旋轉在進行電動發(fā)電機MG2的減扭矩控制的情況下，當完全未進行抑制電壓VM變動的控制時(無控制)，以及轉換升壓器10的傳輸方向并同時減小升壓器10的升壓比時(常規(guī)情況)的電壓波形。
在圖5中的時刻t1，例如，當電動發(fā)電機MG2的電機轉數(shù)MRN2由于變速器TM的離合器的故障開始上升時，電動發(fā)電機MG2的扭矩開始下降。
當在時刻t2電機轉數(shù)MRN2超過預定極限值時，將電動發(fā)電機MG2的扭矩指令值TR2設置為零，由此電動發(fā)電機MG2的所述扭矩突然變?yōu)?。于是，由電動發(fā)電機MG2消耗的電力的量迅速地減小。電池電力(指示電池B的輸入和輸出功率；為正時表示供電運行(放電)狀態(tài)，為負時表示再生(充電)狀態(tài))從BP1逐漸下降，從而在時間點t3變?yōu)樨?從供電運行狀態(tài)轉換到再生狀態(tài))。在時刻t4所述電池電力達到最小值BP2，然后被控制保持在預定范圍內。
當如圖5中所示(完全)未進行抑制電壓VM的變動的控制時(無控制)，電壓VM在時刻t2上升從而在所述電池電力最低的時刻t4達到最高電平。換句話說，電壓VM迅速上升，反映了響應于電動發(fā)電機MG2的過度旋轉進行的所述減扭矩控制。結果，可能會生成超過逆變器20和30的擊穿電壓的過電壓。
在轉換升壓器10的傳輸方向并同時減小升壓器10的升壓比的情況下(常規(guī)情況)，當轉換升壓器10的傳輸方向時，在時刻t3將電壓VM的電壓指令Vcom從V1減小到V2。于是，在時刻t3減小了電壓VM，從而電壓VM的增加程度與未進行抑制電壓VM變動的控制(無控制)的情況相比受到抑制。
然而，在從電動發(fā)電機MG2的扭矩突然開始下降的時刻t2直到升壓器10的傳輸方向被轉換的時刻t3的時段內電壓VM上升。換句話說，電壓VM上升，反映了響應于電動發(fā)電機MG2的過度旋轉甚至通過能夠抑制電壓VM變動的常規(guī)方法進行的所述減扭矩控制。結果，可能會生成超過逆變器20和30的擊穿電壓的過電壓。
依照本發(fā)明的第一實施例，當電機轉數(shù)MRN2超過預定極限值TH時，在時刻t2使電壓VM的電壓指令Vcom立即從V1減小到比V1低預定電平的V2。于是，在時刻t2減小了電壓VM。即使在電壓VM為最高的時刻t4，電壓VM將不會上升到與超過逆變器20和30的擊穿電壓的過電壓的電平一樣高。
根據(jù)上述第一實施例，當電動發(fā)電機MG2過度地旋轉時，突然減小電動發(fā)電機MG2的扭矩以保護電動發(fā)電機MG2。當檢測到電動發(fā)電機MG2的過度旋轉時，立即減小升壓器10的升壓比。因此，能夠防止供電線路PL2上可能出現(xiàn)并從而反映了電動發(fā)電機MG2的減扭矩控制的過電壓。
盡管在判定了電機轉數(shù)MRN2超過預定極限值時，ECU 40進行減扭矩控制以將電動發(fā)電機MG2的扭矩指令值TR2設置為零，并且還控制升壓器10從而減小其升壓比，用于減小升壓器10的升壓比的電機轉數(shù)MRN2的所述極限值還可以被設置為低于用于進行減扭矩控制的所述預定極限值。換句話說，ECU 40可以基于電機轉數(shù)MRN2的預定極限值進行電動發(fā)電機MG2的減扭矩控制，并且基于最多為所述預定極限值的預定次極限值進行減小升壓器10的升壓比的控制。因此，能夠可靠地防止過電壓的生成。
第二實施例即使當電動發(fā)電機MG2的過度旋轉出現(xiàn)并且因此進行電動發(fā)電機MG2的減扭矩控制時，如果電動發(fā)電機MG1當前正在停機或處于供電運行工作，反映電動發(fā)電機MG2的減扭矩控制的電壓VM的增大將不會出現(xiàn)。在第二實施例中，當電動發(fā)電機MG2的過度旋轉出現(xiàn)時，如果電動發(fā)電機MG1當前正在停機或處于供電運行工作，則不減小而將維持升壓器10的升壓比。在第二實施例中，用于減小升壓器10的升壓比的電機轉數(shù)MRN2的所述極限值被設置為低于進行電動發(fā)電機MG2的減扭矩控制的電機轉數(shù)MRN2的所述極限值。因而，獲得了對逆變器過電壓的徹底保護。
再次參照圖1和2。包括了根據(jù)第二實施例的負載驅動裝置的混合動力車100A以第一實施例的混合動力車100的構造為基礎，包括替代ECU40的ECU 40A。ECU 40A以第一實施例的ECU 40的構造為基礎，包括替代異常處理控制單元48的異常處理控制單元48A。
異常處理控制單元48A接收來轉數(shù)傳感器58的電機轉數(shù)MRN2，并將接收的電機轉數(shù)MRN2與預設的次極限值進行比較。異常處理控制單元48A還基于指示電動發(fā)電機MG1是否處于再生發(fā)電模式的信號REG來判定電動發(fā)電機當前是否正在停機或處于供電運行工作。具體地，當信號REG位于L電平時，異常處理控制單元48A判定電動發(fā)電機MG1不處于再生工作，并且當前正在停機或處于供電運行工作。當電動發(fā)電機MG2的電機轉數(shù)MRN2超過所述次極限值時，如果電動發(fā)電機MG1當前正在停機或處于供電運行工作，則異常處理控制單元48A輸出L電平的控制信號CTL1到變換器控制單元42。
異常處理控制單元48A將來自轉數(shù)傳感器58的電機轉數(shù)MRN2與預設極限值進行比較。當電機轉數(shù)MRN2超過所述極限值時，異常處理控制單元48A輸出H電平的CTL2信號到第二逆變器控制單元46，以將電動發(fā)電機MG2的扭矩設置為零。
所述次極限值被設置為低于所述極限值。因此，由于在迅速地減小電動發(fā)電機MG2的扭矩之前減小升壓器10的升壓比，可能使反映電動發(fā)電機MG2的減扭矩控制的供電線路PL2上的過電壓能夠被完全消除。
圖6是依照本發(fā)明第二實施例的與電動發(fā)電機MG2的過度旋轉出現(xiàn)時的異常處理相關的流程圖。參照圖6，變換器控制單元42A基于扭矩指令值TR1和TR2以及來自轉數(shù)傳感器56和58的電機轉數(shù)MRN1和MRN2來計算逆變器20和30的輸入電壓VM的電壓指令Vcom(步驟S110)。
異常處理控制單元48A判定電動發(fā)電機MG2的電機轉數(shù)MRN2是否超過所述預設次極限值(步驟S120)。當判定了電機轉數(shù)MRN2等于或低于所述次極限值時(在步驟S120為否)，處理進行到后面將要描述的步驟S150。
當在步驟S120判定了電機轉數(shù)MRN2超過所述次極限值時(在步驟S120為是)，異常處理控制單元48A基于信號REG判定電動發(fā)電機MG1當前是否正在停機或處于供電運行工作(步驟S130)。當電動發(fā)電機MG1當前沒有正在停機或不處于供電運行工作時，即，判定了其正處于再生發(fā)電模式時(在步驟S130為否)，異常處理控制單元48A輸出H電平的控制信號CTL1到變換器控制單元42。于是，變換器控制單元42響應于H電平的控制信號CTL1將逆變器輸入電壓VM的電壓指令Vcom減小預定電平(步驟S140)。
當在步驟S130判定了電動發(fā)電機MG1當前正在停機或處于供電運行工作時(在步驟S130為是)，繞過上述步驟S140，處理進行到后面將被描述的步驟S150。因此，當電動發(fā)電機MG1當前正在停機或處于供電運行工作時，不減小逆變器輸入電壓VM的電壓指令Vcom并將其維持在步驟S110所計算的電壓指令Vcom的電平。
變換器控制單元42基于在步驟S110計算的電壓指令Vcom或在步驟S140減小的電壓指令Vcom來生成用于開啟/關斷升壓器10的功率晶體管Q1和Q2的信號PWC(步驟S150)。將所生成的信號PWC輸出到升壓器10的功率晶體管Q1和Q2(步驟S160)。
然后，異常處理控制單元48A判定電動發(fā)電機MG2的電機轉數(shù)MRN2是否超過高于所述次極限值的所述極限值(步驟S170)。當判定了電機轉數(shù)MRN2超過所述極限值時(在步驟S170為是)，異常處理控制單元48A輸出H電平的控制信號CTL2到第二逆變器控制單元46。于是，第二逆變器控制單元46響應于H電平的控制信號CTL2生成使扭矩指令值TR2為零的信號PWM2。當在步驟S170判定了電機轉數(shù)MRN2至多為所述極限值時(在步驟S170為否)，所述處理系列結束。
依照上述第二實施例，當電動發(fā)電機MG1當前正在停機或處于供電運行工作時，升壓器10的升壓比未減小。換句話說，由于在供電線路PL2的電壓增長未出現(xiàn)，當電動發(fā)電機MG1當前正在停機或處于供電運行工作時，維持升壓器10的升壓比。因此，供電線路PL2不必要的電壓變動得到抑制。
由于在電動發(fā)電機MG2的減扭矩控制的進行之前預先減小升壓器10的升壓比，能夠完全消除供電線路PL2上的過電壓。因而，能夠獲得對于逆變器過電壓的徹底保護。
第三實施例盡管響應于電動發(fā)電機MG2的過度旋轉進行電動發(fā)電機MG2的減扭矩控制，在緊接減扭矩控制的進行之前的電動發(fā)電機MG2的電力消耗較小的情況下，反映電動發(fā)電機MG2的扭矩減小的電壓VM的上升較小。在第三實施例中，當過度旋轉發(fā)生于電動發(fā)電機MG2時，只有在由電動發(fā)電機MG2消耗的電力超過預設閾值的情況下才減小升壓器10的升壓比。
包括第三實施例的負載驅動裝置的混合動力車100B以圖1所示的第一實施例的混合動力車100的構造為基礎，包括替代ECU 40的ECU 40B。
圖7是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的ECU 40B的功能框圖。參照圖7，ECU40B以第二實施例的ECU 40A的構造為基礎，并包括替代異常處理控制單元48A的異常處理控制單元48B。
異常處理控制單元48B將來自轉數(shù)傳感器58的電機轉數(shù)MRN2與預設的次極限值相比較。異常處理控制單元48B基于電動發(fā)電機MG2的扭矩指令值TR2與電機轉數(shù)MRN2來計算由電動發(fā)電機MG2消耗的電力。將所述計算的由電動發(fā)電機MG2消耗的電力與預設閾值進行比較。當電動發(fā)電機MG2的電機轉數(shù)MRN2超過所述次極限值時，在由電動發(fā)電機MG2消耗的電力超過所述閾值的情況下，異常處理控制單元48B將用于減小升壓器10的升壓比的H電平的控制信號CTL1輸出到變換器控制單元42。換句話說，當電動發(fā)電機MG2的電機轉數(shù)MRN2超過所述次極限值時，在由電動發(fā)電機MG2消耗的電力等于或低于所述閾值的情況下，異常處理控制單元48B輸出L電平的控制信號CTL1到變換器控制單元42。
電動發(fā)電機MG2所消耗電力的閾值，其作為用于判定是否指示減小升壓器10的升壓比的基準，從反映電動發(fā)電機MG2的減扭矩控制的過電壓是否在供電線路PL2發(fā)生的觀點來確定。
異常處理控制單元48B的其余功能類似于在第二實施例中描述的異常處理控制單元48A的功能。
圖8是在本發(fā)明的第三實施例中與電動發(fā)電機MG2的過度旋轉出現(xiàn)時的異常處理相關的流程圖。參照圖8，由該流程圖指示的處理在圖6所示的處理系列中進一步包括步驟S125。具體地，當在步驟S120判定了電動發(fā)電機MG2的電機轉數(shù)MRN2超過所述次極限值時(在步驟S120為是)，異常處理控制單元48B基于電動發(fā)電機MG2的扭矩指令值TR2和電機轉數(shù)MRN2來估計由電動發(fā)電機MG2消耗的電力，并判定由電動發(fā)電機MG2消耗的電力是否超過所述預設閾值(步驟S125)。
當異常處理控制單元判定電動發(fā)電機MG2的電力消耗等于或小于所述閾值時(在步驟S125為否)，處理進行到步驟S150。由于在這種情況下未進行步驟S140的處理，維持逆變器輸入電壓VM的電壓指令Vcom而不減小。
當在步驟S125判定了由電動發(fā)電機MG2消耗的電力超過所述閾值時(在步驟S125為是)，處理進行到步驟S130。這樣，當在步驟S130判定了電動發(fā)電機MG1處于再生發(fā)電模式時減小逆變器輸入電壓VM的電壓指令Vcom(步驟S140)。
圖9是電動發(fā)電機MG2的過度旋轉出現(xiàn)時的工作波形圖。在圖9中基于電動發(fā)電機MG2的電機轉數(shù)MRN2的所述次極限值等于所述極限值的情況進行描述。在圖9中的時刻t1，當電動發(fā)電機MG2的電機轉數(shù)MRN2由于故障，例如，當變速器TM的離合器發(fā)生故障，而開始增加時，于是電動發(fā)電機MG2的扭矩開始減小。
當在時刻t2電機轉數(shù)MRN2超過預定極限值TH時，將電動發(fā)電機MG2的扭矩指令值TR2設置為0，由此電動發(fā)電機MG2的扭矩迅速地接近零。
考慮到響應于電動發(fā)電機MG2的扭矩的突然減小而在供電線路PL2上的電壓VM的上升，由于在時刻t2由電動發(fā)電機MG2消耗的電力(MG2功率)小于預設閾值TH，能夠判定電壓VM的上升較小。因此，將電壓指令Vcom維持在V1。
因此，在時刻t2以后，盡管電壓VM將響應于電動發(fā)電機MG2的扭矩突然地成為零而上升，但是，在時刻t2，電動發(fā)電機MG2的扭矩降低時由電動發(fā)電機MG2消耗的電力較小，所以電壓VM不會上升直到超過逆變器20和30的擊穿電壓的過電壓。
當在第三實施例中電動發(fā)電機MG2的過度旋轉出現(xiàn)時，只有在由電動發(fā)電機MG2消耗的電力超過預設的閾值時，才減小升壓器10的升壓比。換句話說，當由電動發(fā)電機MG2消耗的電力等于或小于所述閾值時，即使電動發(fā)電機MG2的過度旋轉出現(xiàn)并進行電動發(fā)電機MG2的扭矩限制控制，由于直到與供電線路PL2的過電壓一樣高的電壓增加將不會出現(xiàn)，所以維持升壓器10的升壓比不變。依照第三實施例，能夠防止在供電線路PL2的電壓電平中的不必要的變動。
第三實施例的第一變形例當電動發(fā)電機MG2的過度旋轉出現(xiàn)時，只有在電動發(fā)電機MG2的扭矩超過預設閾值的情況下才能減小升壓器10的升壓比。
圖10是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的第一變形例的與過度旋轉發(fā)生于電動發(fā)電機MG2時的異常處理相關的流程圖。參照圖10，該流程圖中的處理以圖8中所示的處理系列為基礎，并包括替代步驟S125的步驟S126。具體而言，當在步驟S120判定了電動發(fā)電機MG2的電機轉數(shù)MRN2超過所述次極限值時(在步驟S120為是)，異常處理控制單元48B判定電動發(fā)電機MG2的扭矩指令值TR2是否超過預設閾值(步驟S126)。
當在步驟S126判定了電動發(fā)電機MG2的扭矩指令值TR2超過所述閾值時(在步驟S126為是)，處理進行到步驟S130。當在步驟S126判定了電動發(fā)電機MG2的扭矩指令值TR2等于或低于所述閾值時(在步驟S126為否)，處理繞過步驟S140進行到步驟S150。
當在電動發(fā)電機MG2的過度旋轉出現(xiàn)并且進行電動發(fā)電機MG2的扭矩限制控制時，由于在電動發(fā)電機MG2的扭矩等于或低于所述閾值的情況下直到與供電線路PL2的過電壓一樣高的電壓增加將不會出現(xiàn)，維持升壓器10的升壓比。因此，能夠防止供電線路PL2的電壓電平的不必要的變動。
電動發(fā)電機MG2的扭矩的閾值，其作為用于判定是否減小指示升壓器10的升壓比的基準，從反映電動發(fā)電機MG2的減扭矩控制的過電壓是否在供電線路PL2生成的觀點來判定。
以上描述以與閾值相比較的電動發(fā)電機MG2的扭矩指令值TR2為基礎。可選地，能夠由扭矩傳感器檢測電動發(fā)電機MG2的扭矩，或基于電動發(fā)電機MG2的電機電流來計算電動發(fā)電機MG2的扭矩，然后可以將所述檢測的或計算的電動發(fā)電機MG2的扭矩結果與所述閾值進行比較。
第三實施例的第二變形例當電動發(fā)電機MG2的過度旋轉出現(xiàn)時，只有在電動發(fā)電機MG2的電機電流MCRT2超過預設閾值的情況下才能減小升壓器10的升壓比。
圖11是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的第二變形例的與過度旋轉發(fā)生于電動發(fā)電機MG2時的異常處理相關的流程圖。參照圖11，該流程圖中所示的處理以圖8中所示的處理系列為基礎，并包括替代步驟S125的步驟S127。具體地，當在步驟S120判定了電動發(fā)電機MG2的電機轉數(shù)MRN2超過所述次極限值時(在步驟S120為是)，異常處理控制單元48B判定電動發(fā)電機MG2的電機電流MCRT2是否超過預設閾值(步驟S127)。
當在步驟S127判定了電動發(fā)電機MG2的電機電流MCRT2超過所述閾值時(在步驟S127為是)，處理進行到步驟S130。當在步驟S127判定了電動發(fā)電機MG2的電機電流MCRT2等于或小于所述閾值時(在步驟S127為否)。處理超過步驟S140進行到步驟S150。
即使當過度旋轉發(fā)生于電動發(fā)電機MG2并且進行電動發(fā)電機MG2的扭矩限制控制時，由于在通過電動發(fā)電機MG2的電流等于或小于所述閾值時直到與供電線路PL2上的過電壓一樣高的電壓增長將不會出現(xiàn)，維持升壓器10的升壓比不變。因此，依照第三實施例的第二變形例能夠防止供電線路PL2的電壓電平中不必要的變動。
電動發(fā)電機MG2的電機電流的所述閾值，其作為用于判定是否減小指示升壓器10的升壓比的基準，從反映電動發(fā)電機MG2的減扭矩控制的過電壓是否出現(xiàn)在供電線路PL2的觀點來判定。
第三實施例及其第一和第二變形例的以上描述以這樣的處理為基礎，在其中將步驟S125、S126或S127執(zhí)行的處理加入圖6中所示的第二實施例的處理系列中。另外，可以將對應于步驟S125、S126或S127的處理加入圖4中所示的第一實施例的處理系列中。具體地，在圖4的處理系列中，在步驟S20執(zhí)行的處理和步驟S40執(zhí)行的處理之間加入對應于步驟S125、S126或S127的處理，從而使得當電動發(fā)電機MG2的電力消耗、扭矩或電流等于或小于所述閾值時，所述處理進行到步驟S50而不執(zhí)行步驟S40。
以上實施例的每一個被這樣描述，在其中通過將電壓VM的電壓指令Vcom降低到相對當前值低預定電平來減小升壓器10的升壓比?？蛇x地，能夠通過將電壓指令Vcom降低到預先設置的預定值來減小升壓器10的升壓比。
以上實施例的每一個已經被這樣描述，在其中混合動力車100、100A或100B包括變速器TM，該變速器TM的故障引起電動發(fā)電機MG2的過度旋轉。本發(fā)明還能夠應用于不包括變速器TM的混合動力車。換句話說，本發(fā)明能夠被應用而不論電動發(fā)電機MG2的過度旋轉的生成原因為何。
盡管上述實施例的每一個中的電池B被描述為可充電的二次電池，但也可以采用燃料電池。燃料電池是一種從通過諸如氫和氧化劑的燃料之間的化學反應產生的化學反應能獲得電能的DC電力發(fā)電電池?？蛇x地，可以采用大電容量的電容器替代電池B。
在以上描述中，電動發(fā)電機MG2對應于本發(fā)明的“第一旋轉電機”。逆變器30對應于本發(fā)明的“第一驅動裝置”，進一步地，電動發(fā)電機MG1和逆變器20對應于本發(fā)明的“發(fā)電構件”。電動發(fā)電機MG1對應于本發(fā)明的“第二旋轉電機”，而逆變器20對應于本發(fā)明的“第二驅動裝置”。進一步地，升壓器10對應于本發(fā)明的“升壓器”。ECU 40，40A和40B對應于本發(fā)明的“控制器”。進一步地，驅動輪DW對應于本發(fā)明的“輪子”，而發(fā)動機ENG對應于本發(fā)明的“內燃機”。
應當理解的是，在此公開的實施例在各方面是說明性的和非限制性的。本發(fā)明的范圍由權利要求的條款，而不是上面的描述所定義，并且意在包括在等同于所述權利要求的條款的范圍和含義內的任何變型。
權利要求
1.一種負載驅動裝置，包括生成驅動力的第一旋轉電機；在第一供電線路和所述第一旋轉電機之間布置，利用來自所述第一供電線路的電力供應來驅動所述第一旋轉電機的第一驅動裝置；連接到所述第一供電線路用于將所生成的電力供應給所述第一供電線路的發(fā)電構件；在連接到DC電源的第二供電線路和所述第一供電線路之間布置，用于提高所述第二供電線路的電壓以輸出到所述第一供電線路的升壓器；以及用于在所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過預定極限值時，輸出用于減小由所述第一旋轉電機生成的扭矩的指令到所述第一驅動裝置的控制器，其中，當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過最多為所述預定極限值的預定次極限值時，所述控制器輸出用于減小所述升壓器的升壓比的指令到所述升壓器。
2.根據(jù)權利要求1的負載驅動裝置，其中，所述發(fā)電構件包括具有發(fā)電功能的第二旋轉電機；以及在所述第一供電線路和所述第二旋轉電機之間布置，驅動所述第二旋轉電機的第二驅動裝置；其中，當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，在所述第二旋轉電機當前正在停機或處于供電運行工作的情況下，所述控制器維持所述升壓器的升壓比，而不輸出所述用于減小所述升壓器的升壓比的指令到所述升壓器。
3.根據(jù)權利要求1或2的負載驅動裝置，其中，當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定極限值時，所述控制器向所述第一驅動裝置輸出指令，以將由所述第一旋轉電機生成的扭矩設置為零。
4.根據(jù)權利要求1的負載驅動裝置，其中，當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，在由所述第一旋轉電機消耗的電力超過第一閾值的情況下，所述控制器輸出所述用于減小所述升壓器的升壓比的指令。
5.根據(jù)權利要求1的負載驅動裝置，其中，當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，在所述第一旋轉電機的扭矩超過第二閾值的情況下，所述控制器輸出所述用于減小所述升壓器的升壓比的指令。
6.根據(jù)權利要求1的負載驅動裝置，其中，當所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，在通過所述第一旋轉電機的電流超過第三閾值的情況下，所述控制器輸出所述用于減小所述升壓器的升壓比的指令。
7.一種車輛包括在權利要求2中定義的負載驅動裝置；通過所述第一旋轉電機所生成的驅動力來驅動的輪子；以及被布置成可連接到所述第二旋轉電機，當連接到所述第二旋轉電機時根據(jù)需要輸出旋轉力到所述第二旋轉電機的內燃機。
8.一種負載驅動裝置的異常處理方法，所述負載驅動裝置包括生成驅動力的第一旋轉電機；在第一供電線路和所述第一旋轉電機之間布置，利用來自所述第一供電線路的電力供應來驅動所述第一旋轉電機的第一驅動裝置；連接到所述第一供電線路用于將所生成的電力供應給所述第一供電線路的發(fā)電構件；和在連接到DC電源的第二供電線路和所述第一供電線路之間布置，用于提高所述第二供電線路的電壓以輸出到所述第一供電線路的升壓器；所述異常處理方法包括確定所述第一旋轉電機的轉數(shù)是否超過預定次極限值的第一步驟，在確定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時生成用于減小所述升壓器的升壓比的指令的第二步驟，基于在所述第二步驟生成的指令控制所述升壓器的升壓比的第三步驟，確定所述第一旋轉電機的轉數(shù)是否超過至少為所述預定次極限值的預定極限值的第四步驟，在確定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定極限值時生成用于減小由所述第一旋轉電機生成的扭矩的指令的第五步驟，以及基于在所述第五步驟生成的指令控制所述第一旋轉電機的扭矩的第六步驟。
9.根據(jù)權利要求8的異常處理方法，其中，所述發(fā)電構件包括具有發(fā)電功能的第二旋轉電機；以及在所述第一供電線路和所述第二旋轉電機之間布置，驅動所述第二旋轉電機的第二驅動裝置；其中，所述異常處理方法進一步包括第七步驟，即當在所述第一步驟確定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，確定所述第二旋轉電機當前是否正在停機或處于供電運行工作，并且當確定了所述第二旋轉電機當前正在停機或處于所述供電運行工作時，繞過所述第二和第三步驟。
10.根據(jù)權利要求8或9的異常處理方法，其中，在所述第五步驟中，當在所述第四步驟確定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定極限值時，生成用于將由所述第一旋轉電機生成的扭矩設置為零的指令。
11.根據(jù)權利要8的異常處理方法，進一步包括確定由所述第一旋轉電機消耗的電力是否超過第一閾值的第八步驟，其中，在所述第二步驟中，當確定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，在所述第八步驟確定了由所述第一旋轉電機消耗的功率超過所述第一閾值的情況下，生成用于減小所述升壓比的指令。
12.根據(jù)權利要8的異常處理方法，進一步包括確定所述第一旋轉電機的扭矩是否超過第二閾值的第九步驟，其中，在所述第二步驟中，當確定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，在第九步驟確定了所述第一旋轉電機的扭矩超過所述第二閾值的情況下，生成用于減小所述升壓比的指令。
13.根據(jù)權利要8的異常處理方法，進一步包括確定通過所述第一旋轉電機的電流是否超過第三閾值的第十步驟，其中，在所述第二步驟中，當確定了所述第一旋轉電機的轉數(shù)超過所述預定次極限值時，在第十步驟確定了通過所述第一旋轉電機的電流超過所述第三閾值的情況下，生成用于減小所述升壓比的指令。
全文摘要
當ECU(40)判定了電動發(fā)電機(MG2)的電機轉數(shù)(MRN2)超過預定極限值時(在步驟S20為是)，進行控制以將電動發(fā)電機(MG2)的扭矩設置為零(步驟S30)。進一步地，當ECU(40)判定了電機轉數(shù)(MRN2)超所所述預定極限值時，使逆變器輸入電壓VM的電壓指令Vcom減小預定電平(步驟S40)。
文檔編號B60K6/46GK1954485SQ200680000220
公開日2007年4月25日 申請日期2006年1月13日 優(yōu)先權日2005年3月9日
發(fā)明者佐藤亮次 申請人:豐田自動車株式會社